服務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中存在很多意外情況，如：如服務(wù)器宕機(jī)、磁盤損壞、RAID卡損壞等。如何保證數(shù)據(jù)庫(kù)在服務(wù)發(fā)生意外的情況下數(shù)據(jù)不丟失呢？服務(wù)還能繼續(xù)提供服務(wù)呢？

我們一般通過(guò)備份的方式來(lái)解決數(shù)據(jù)丟失問(wèn)題，通過(guò)復(fù)制來(lái)解決MySQL的高可用問(wèn)題。

備份

備份的方法不同可以將備份分為：

• Hot Backup（熱備，在線備份）：在數(shù)據(jù)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行備份，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作沒(méi)有影響。
• Cold Backup（冷備，離線備份）：在數(shù)據(jù)停止情況下，直接拷貝數(shù)據(jù)庫(kù)物理文件。
• Warm Backup（溫備）：在數(shù)據(jù)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行，但是會(huì)對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)的操作有所影響，如加一個(gè)全局讀鎖以保證備份數(shù)據(jù)的一致性。

按照備份后文件的內(nèi)容，備份又可以分為：

• 邏輯備份：是指?jìng)浞莩龅奈募?nèi)容是可讀的，一般是文本文件。內(nèi)容一般是由一條條SQL語(yǔ)句，或者是表內(nèi)實(shí)際數(shù)據(jù)組成。一般適用于數(shù)據(jù)庫(kù)的升級(jí)、遷移等工作。但其缺點(diǎn)是恢復(fù)所需要的時(shí)間往往較長(zhǎng)。
• 裸文件備份：是指復(fù)制數(shù)據(jù)庫(kù)的物理文件，既可以是在數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行中的復(fù)制（如ibbackup、xtrabackup這類工具），也可以是在數(shù)據(jù)庫(kù)停止運(yùn)行時(shí)直接的數(shù)據(jù)文件復(fù)制。這類備份的恢復(fù)時(shí)間往往較邏輯備份短很多。

若按照備份數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容來(lái)分，備份又可以分為：

• 完全備份：完全備份是指對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一個(gè)完整的備份。
• 增量備份：增量備份是指在上次完全備份的基礎(chǔ)上，對(duì)于更改的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。
• 日志備份：日志備份主要是指對(duì)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)二進(jìn)制日志的備份，通過(guò)對(duì)一個(gè)完全備份進(jìn)行二進(jìn)制日志的重做（replay）來(lái)完成數(shù)據(jù)庫(kù)的point-in-time的恢復(fù)工作。

復(fù)制

復(fù)制（replication）是MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)提供的一種高可用高性能的解決方案，一般用來(lái)建立大型的應(yīng)用，原理如下：

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1. 主服務(wù)器（master）把數(shù)據(jù)更改記錄到二進(jìn)制日志（binlog）中，然后通過(guò)binary log dump線程將二進(jìn)制文件推送到從服務(wù)器。
2. 從服務(wù)器（slave）通過(guò)I/O線程，把主服務(wù)器的二進(jìn)制日志復(fù)制到自己的中繼日志（relay log）中，中繼日志通常會(huì)位于os緩存中，所以中繼日志的開(kāi)銷很小。
3. 從服務(wù)器通過(guò)SQL線程重做中繼日志中的日志，把更改應(yīng)用到自己的數(shù)據(jù)庫(kù)上，以達(dá)到數(shù)據(jù)的最終一致性。

從服務(wù)器有2個(gè)線程，一個(gè)是I/O線程，負(fù)責(zé)讀取主服務(wù)器的二進(jìn)制日志，并將其保存為中繼日志；另一個(gè)是SQL線程，復(fù)制執(zhí)行中繼日志。這里需要特別注意的是，復(fù)制是一個(gè)異步過(guò)程，從服務(wù)器數(shù)據(jù)存在延遲。

MySQL二進(jìn)制日志文件Binlog有三種格式，Statement、Row和Mixed，所以MySQL的復(fù)制也對(duì)應(yīng)有三種方式。

異步復(fù)制

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主庫(kù)執(zhí)行完Commit后，在主庫(kù)寫入Binlog日志后即可成功返回客戶端，無(wú)需等Binlog日志傳送給從庫(kù)。

半同步復(fù)制

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在 MySQL5.5之前，MySQL的復(fù)制是異步操作，主庫(kù)和從庫(kù)的數(shù)據(jù)之間存在一定的延遲，這樣存在一個(gè)隱患：當(dāng)在主庫(kù)上寫人一個(gè)事務(wù)并提交成功，而從庫(kù)尚未得到主庫(kù)推送的Binlog日志時(shí)，主庫(kù)宕機(jī)了，例如主庫(kù)可能因磁盤損壞、內(nèi)存故障等造成主庫(kù)上該事務(wù) Binlog丟失，此時(shí)從庫(kù)就可能損失這個(gè)事務(wù)，從而造成主從不一致。

而半同步復(fù)制，是等待其中一個(gè)從庫(kù)也接收到Binlog事務(wù)并成功寫入Relay Log之后，才返回Commit操作成功給客戶端；如此半同步就保證了事務(wù)成功提交后至少有兩份日志記錄，一份在主庫(kù)Binlog上，另一份在從庫(kù)的Relay Log上，從而進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)完整性；半同步復(fù)制很大程度取決于主從網(wǎng)絡(luò)RTT（往返時(shí)延），以插件 semisync_master/semisync_slave 形式存在。

集群

使用集群可以提高M(jìn)ySQL服務(wù)器的可用性和性能，MySQL服務(wù)支持多種集群方案。

MySQL Cluster

由Mysql本身提供，優(yōu)勢(shì)：可用性非常高，性能非常好。每份數(shù)據(jù)至少可在不同主機(jī)存一份拷貝，且冗余數(shù)據(jù)拷貝實(shí)時(shí)同步。但它的維護(hù)非常復(fù)雜，存在部分Bug，目前還不適合比較核心的線上系統(tǒng)，所以不推薦。

DRBD磁盤網(wǎng)絡(luò)鏡像

Distributed Replicated Block Device，其實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)鏡像整個(gè)設(shè)備(磁盤)。它允許用戶在遠(yuǎn)程機(jī)器上建立一個(gè)本地塊設(shè)備的實(shí)時(shí)鏡像，與心跳鏈接結(jié)合使用，也可看做一種網(wǎng)絡(luò)RAID。

優(yōu)勢(shì)：軟件功能強(qiáng)大，數(shù)據(jù)可在底層快設(shè)備級(jí)別跨物理主機(jī)鏡像，且可根據(jù)性能和可靠性要求配置不同級(jí)別的同步。IO操作保持順序，可滿足數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)數(shù)據(jù)一致性的苛刻要求。

但非分布式文件系統(tǒng)環(huán)境無(wú)法支持鏡像數(shù)據(jù)同時(shí)可見(jiàn)，性能和可靠性兩者相互矛盾，無(wú)法適用于性能和可靠性要求都比較苛刻的環(huán)境，維護(hù)成本高于MySQL Replication。另外，DRBD也是官方推薦的可用于MySQL高可用方案之一，所以這個(gè)大家可根據(jù)實(shí)際環(huán)境來(lái)考慮是否部署。

MySQL Replication

MySQL的復(fù)制上在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中使用最多的一種方案，主要優(yōu)勢(shì)是成本低，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是從服務(wù)器存在一定的延遲。

常用架構(gòu)

一主多從，提高系統(tǒng)的讀性能

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一主一從和一主多從是最常見(jiàn)的主從架構(gòu)，實(shí)施起來(lái)簡(jiǎn)單并且有效，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)讀寫分離，提升度的性能，降低主庫(kù)壓力，在主庫(kù)出現(xiàn)異常宕機(jī)的情況下，可以把一個(gè)從庫(kù)切換為主庫(kù)繼續(xù)提供服務(wù)。

多級(jí)復(fù)制

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MySQL的復(fù)制是主庫(kù)推送Binlog到從庫(kù)，在上面一主多從的情況下，主庫(kù)的I/O和網(wǎng)絡(luò)壓力都會(huì)隨著從庫(kù)的增加而增大。多級(jí)而使用多級(jí)復(fù)制可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，但是隨著從庫(kù)的鏈路的增加從庫(kù)的數(shù)據(jù)延遲也會(huì)隨著增大。

雙主復(fù)制/Dual Master

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其實(shí)就是master1和master2互為主從關(guān)系，這樣任何一方所做的變更，都會(huì)通過(guò)復(fù)制應(yīng)用到另外一方的數(shù)據(jù)庫(kù)中。client客戶端的寫請(qǐng)求都訪問(wèn)主庫(kù) Master1，而讀請(qǐng)求可以選擇訪問(wèn)主庫(kù)Master1或 Master2。

雙主多級(jí)復(fù)制架構(gòu)

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雙主復(fù)制還能和主從復(fù)制聯(lián)合起來(lái)使用，在 Master2庫(kù)下配置從庫(kù) Slave1、 Slave2等，這樣即可通過(guò)從庫(kù)Slave等來(lái)分擔(dān)讀取壓力。